JPS6046566A - 磁性トナ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 分野においてヒートロール定着方式に適する磁性トナー
に関する。

靜・電荷像現像用トナーには樹脂および着色剤を含有す
る二成分現像剤用トナーと樹脂および着色剤に更に磁性
粉を加えた組成からなる磁性トナーがある。これらのト
ナーを例えば磁気ブラシ現像法に適用するには、二成分
現像剤用トナーは鉄粉のようなキャリアと混合し、磁場
によってブラシ状として用いるものでろり、磁性トナー
はドクターブレードあるいは容器壁との摩擦で帯電させ
磁場によってブラシ状として用いるものである。

磁性トナーを用いた現像システムは二成分現像剤用トナ
ーを用いた現像システムに比べて、キャリアとの混合比
率を副節する機構が不要で、装置をコンパクトにできる
ことや、キャリア表面にトナーが付着して画像品質の低
下を起こすといった不都合を生じないなどの利点をもつ
。

ヒートロール定着方式は、定着方法の一つで。

加熱された熱ロールの間をトナー像を担持した紙又は感
光体を通過させ、熱及びロール間の圧力でトナー像を溶
融させることにより紙又は感光体上にトナー像を強固に
付着させる方式である。

ヒートロール方１式では、加熱温度、ロール間圧力１適
過させる時の速度、ロール材質、トナー材質などが、最
終的なトナー像の品質、即ち定着の良否、オフセットの
有無などに関係する。定着時に紙又は感光体上のトナー
像の一部がロール側に転移し、ｏ−ルの一回転後にロー
ルに転移したトナーが紙又は感光体に再転移して１紙又
は感光体本 を汚す現像を電子写真分野ではオフセットと称する。

トナー材質に工夫をして定着性を向上させる方法として
は、側鎖に長鎖アルキル基を含有するスチレン−メタク
リル酸エステル共重合体をトナー用樹脂として用いたト
ナー（特開昭４９−９０１３２号公報）及びフタル酸エ
ステルなどの可塑剤を添加したトナー（特公昭４６−１
２６７９号公報）が知られている。前者は、メタクリル
酸ノニル。

メタクリル酸デシルなどの高価なモノマーを使う必要が
あるため、ｔた後者は添加した可塑剤が分離、移行する
ためどれも問題がおる。さらに、これらのトナーは、オ
フセットをも同時に解決するものとは言い難い。トナー
材質に工夫をして耐オフセット性を向上させる方法とし
ては１例えば分子量分布の広い（重量平均分子量／数平
均分子量＝３．５〜４０）α、β−不飽和エチレン系重
合体をトナー用樹脂として用いたトナー（特公昭５５−
６８９５号公報）低分子量ポリプロピレンを添加したト
ナー（特公昭５２−３３０４号公報）などが知られてい
る。これらのトナーでは、耐オフセット性を若干向上さ
せることはできるが、定着性は向上させることができな
い。つまり、従来技術には、定着性と耐オフセット性を
同時に解決できるものはみあたらない。

本発明は、このような従来技術の欠点をすべて解決する
ものである。− すなわち９本発明はゲル・パーミェーション・クロマト
グラフィー法によって分子量ｌＯ万及び２０万を境界と
して分取し、溶出層に囚）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ１
成分としたときに、（Ａ）成分のガラス転移点が３５〜
５０℃で、構成割合が２０〜３０重量％　、　ｔＢｌ成
分のガラス転移点が３５〜６０℃で。

構成割合が５〜１５重量％　、　（Ｃ’）成分のガラス
転移点が５０〜１００℃で、構成割合が６０〜７０重量
％になるように構成された樹脂を含有することを特徴と
する磁性トナーに関する。

本発明の各成分は、ゲル・パーミェーション・クロマト
グラフィー法によって分取されたものである。分取は、
単分散の標準ポリスチレン（ウォーターズ■製）で作成
したポリスチレンの分子量に対する溶出容量の検量線か
ら分子量１０万及び２０万に対応した溶出容量ｅ、及び
ｅ２をめ、このｅ、及びｅ２の点で分取受器を交換して
行なったものと規定する。なお、溶出液にはクロロホル
ムを検出器にはＲｉす７ラクテイプ・インデックス）デ
ィテクターをそれぞれ用いる。

本発明においては、囚）成分のガラス転移点（Ｔｌ）が
３５〜５０℃、（Ｂ）成分のガラス転移点（Ｔ−）が３
５〜６０℃、（Ｃ）成分のガラス転移点（Ｔｌ）が５０
〜１００℃であることが必須条件の１つでるる。

ＴｌまたはＴ２が３５℃未満では耐オフセット性が劣る
だけでなくトナーの貯蔵安定性や熱安定性が劣る。一方
＋　ＴｌがｆＯ℃を越えるか、またはＴ２ががｆＯ℃を
越えると定着性が劣る。Ｔｌが５０℃未満では耐オフセ
ット性およびトナーの熱安定性が劣る。逆にＴｌが１０
０℃を越えると定着性が劣る。

なお、ガラス転移点は１分取後の各成分についてサーモ
・メカニカル・アナリシス法（ペネトレーションプロー
ブ、荷重７０９ｆ、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件）で
測定したもので６る。

また、各成分は、囚成分が２０〜３０重量％。

（Ｂ）成分が５〜１５重量％、（Ｃ）成分が６０〜７０
重量％で全体が１００重量％になるように構成されてい
る必要がある。（Ｃ）成分の構成割合がこの範囲よりも
少ないと定着性が劣り、逆に多いと耐オフセット性が劣
る。反対に、（４）成分またはＣＢ＋成分が少ないと耐
オフセット性が劣り、多いと定着性が劣る。

ガラス転移点の調節は、以降に述べるα、β−エチレン
系単量体の種類らるいは混用及び混合比を適宜選ぶこと
により、また分子量の調節は重合開始剤の種類ちるいは
添加量を増減することにより可能である。囚成分、（Ｂ
）成分及び（Ｃ）成分の調節はこのような方法を駆使し
て行なうことができる。

本発明の樹脂は１種類の樹脂で囚）成分、（Ｂ）成分お
よび（Ｃ１成分を含んでいてもよく、ガラス転移Ａ。

分子量の異なる樹脂を予め製造し、これらを数種類混合
することにより、（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ１
成分を含むようにしてもよい。

本発明に用いられる樹脂はα、β−不飽和エチレン系単
量体を重合又は共重合させて得られる。

重合方法は、乳化重合、懸濁重合、溶液重合、塊状重合
など従来公知のすべての重合方法を使うことができる。

重合温度は大体５０〜１００℃が好ましく６重合触媒と
しては、ペンゾイルノく−オキサイド等の過酸化物、ア
ゾビスインブチロニトリル等のアゾビス系化合物、過硫
酸ナトリウム、過硫酸カリウム等一般に使用されるもの
が使用でき。

重合触媒はモノマーに対して０．１〜５重ｆ％使用され
るのが好ましい。

α、β−不飽和エチレン系単量体の例としては。

スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、
ｐ−ｔ−７’チルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ジビ
ニルベンゼン等のスチレンまたはその誘導体、メタクリ
ル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘプチ
ル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタ
クリル酸デシル、メタクリル酸つ／デシル、メタクリル
酸ドデシル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタ
クリル酸グリシジル等のメタクリル酸またはそのエステ
ル、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル
、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸へブチル、
アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デ
シル。

アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル、アクリル
酸！−ヒドロキシエチル、アクリル酸グリシジル等のア
クリル酸またはそのエステル、酢酸ビニル、塩化ビニル
、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ブチルビニ
ルエーテルなどを挙げることができる。中でも好ましい
例としては、スチレン、スチレン誘導体、メタクリル酸
エステル。

アクリル酸エステル等があり、＊にメタクリル酸エステ
ルおよびアクリル酸エステルとしては、アルキル基の炭
素数１〜５のアルキルエステルが好ましい。

本発明においては、磁性粉が、また必要に応じて着色剤
、帯電調節剤およびその他の添加剤が製造時に加えられ
る。

磁性粉としては１例えば、鉄、マンガン、ニッケル、コ
バルトなどの金属微粉末や鉄、マンガン。

ニッケル、コバルト、亜鉛などのフェライトなどがらる
。

磁性粉の粒径は１０μｍ以下が好ましく、特に１μｍ以
下が好ましい。

磁性粉と囚）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分は、磁性
粉の配合量／（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ１成分の
総量が。

好ましくは５７９５〜７０／３０（重量比）、特に好ま
しくは２０／８０〜６０／４０　（重量比）の範囲にさ
れる。上記の比が５／９５未満では磁性が低下し、７０
／３０　を越えると磁性トナーの製造が困難になると共
に定着性が低下する傾向がるる。

着色剤としては、カーボンブラック、酸化鉄顔料、フタ
ロシアニンブルー、フタロシアニンクリーンなどの顔料
やアゾ系、ア／トラキノン系、トリアリルメタン系染料
など公知のものが使用できる。

帯電調節剤としては、ニグロシン染料、脂肪酸変性ニグ
ロシン染料、含金属ニグロシン染料、含金属脂肪酸変性
二グロシ／染料、３，５−ジーｔｅｒｔ−ブチルサリチ
ル酸のクロム錯体などが使用できる。

その他の添加剤としては、シリカ粉末、疎水性シリカ粉
末、ポリオレフイ／、パラフィンワックス、クロロカー
ボン化合物、脂肪酸エステル、部分ケン化脂肪酸エステ
ル、脂肪酸アミド、脂肪酸金槁などが使用できる。

これらの材料は例えば次の方法で混合され、磁性トナー
が製造される。

秤量した材料を、Ｗコーン、■プレンダー、ヘンシェル
ミキサーなどで予備混合後、加圧ニーダ−、バンバリー
ミキサ−１熱ロール、エクストルーダーなどを用いて樹
脂が溶融する温度下で混練する。冷却後、フェザ−ミル
、ピンミル、パルベライブ−。ハンマーミルなどで粗粉
砕し、ジェノμｍの粒径に幽整される。

次に本発明の実施例を示す。以下、「部」は「重量部」
を意味する。

共重合体−１の製造 水４７部にリン酸三カルシウム１．２５部、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム０．０３部および塩化す）
　ＩＪウム０．０１５部を添加した水性媒体にスチレン
４０部、アクリル酸ｎ−ブチル１０部およびベンゾイル
パーオキサイド１．３部からなる溶液を添加し、９０℃
で５時間懸濁重合、させた。

重合完了後、単離、乾燥して共重合体−１を得た。

共重合体−２の製造 共重合体−１の製造において、ペンゾイルノ（−オキサ
イドの使用量を２．１部とした以外は同様にして共重合
体−２を得た。

共重合体−３の製造 共重合体−１の製造において、スチＶン、アクリル酸ｎ
−ブチルおよびベンゾイルパーオキサイドの使用量を、
それぞれ３７．５部、１２．５部および０．３８部とし
た以外は同様にして共重合体−３を得た。

共重合体−４の製造 水５１．２部にポリビニルアルコールの５％水溶液８部
、ドデシル硫酸ナトリウム０．４部および過硫酸ナトリ
ウム０．４部を溶解した水性媒体中、スチレン２８部、
アクリル酸ローブチル１２部およびジビニルベンゼン０
．００４部からなる溶液を添加し、９０℃で６時間反応
させた。反応は途中で乳化から懸濁に相転換した。反応
終了後、単離。

乾燥して共重合体二４を得た。

共重合体−５の製造 共重合体−１の製造において、スチレンとアクリル酸ｎ
−ブチルの使用量を３５部と１５部にした以外は同様に
←て共重合体−５を得た。

共重合体−６の製造 共重合体−４の製造において、スチレンとアクリル酸ｎ
−ブチルの使用量を３２部と８部にした以外は同様にし
て共重合体−６を得た。

共重合体−７の製造 共重合体−３の製造において、スチレンとアクリル酸ｎ
−ブチルの使用量を３５部と１５部にした以外は同様に
して共重合体−７を得た。

共重合体−８の製造 共重合体−１の製造において、スチレンとアクリル酸ｎ
−ブチルの使用量を３４部と１６部にした以外は同様に
して共重合体−８を得た。

共重合体−９の製造 共重合体−３の製造において、スチレンとアクリル酸ｎ
−ブチルをスチレン２０部とメタクリル酸ｎ−ブチル３
０部にした以外は同様にして共重合体−９を得た。

共重合体−ＩＯの製造 共重合体−４の製造において、スチレンとアクリル酸ｎ
−ブチルをスチレン１３部とメタクリル酸ｎ−ブチル２
７部にした以外は同様にして共重合体−ｉｏを得た。

実施例１．２および比較例１〜７ （１）磁性トナーの製造 表１に示す共重合体４５重量％、鉄フェライト（三井金
属鉱業■製ＭＧ−ＷＳ）４５重量％、カーボンブラック
（三菱化成工業■製カーボンブラックナ４４）７重ｉｔ
チ、脂肪酸変性ニグロシン染料（オリエント化学工業■
オイルブラックＢＹ）３重ｆｔ％を一括して溶融混線後
、粉砕９分級して５〜３０μｍの粒径の磁性トナーを得
た。

（２）評価 キャノンＮＰ２Ｏ０−Ｊ（キャノン販売■製複写機）を
用いて帯電、露光、現像９紙への転写を行ない、未定着
のトナー像を作成した。次いで該未定着トナー像を上側
がテフロン被覆ヒートロール。

下側がシリコンラバー被覆ロールから構成され。

上側ロール温度が変えられる定着装置へ線速７０ｍｍ／
秒、ロール間圧力０．５　Ｋｇ　ｆ　７ｃｍで通過させ
耐オフセット性と定着性の評価を行なった。

その結果を表１にまとめた。

また１表１には（Ａ１．（Ｂｌおよび（Ｃ）成分のガラ
ス転移点と構成割合を示した。

（３）（３）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の分取方
法衣１の樹脂組成欄に示した共重合体の混合物をクロロ
ホルムに溶解し、それをゲル・パーミェーション・クロ
マトグラフィーに注入する。試料排出口には予め受器１
を備えつけておく。記録針をみながら分子量２０万に対
応する溶出容量Ｃ２のところで、受器−１を受器−２に
とり換える。次に分子量１０万に対応する溶出容量ｅ、
のところで受器−２を受器−３にとり換える。あとは測
定が終了するまでそのままにする。測定が終了したら、
受器−１，受器−２及び受器−３を真空乾燥機に入れて
クロロホルムを除去する。

このようにして得られた樹脂はλ）成分、（Ｂ）成分及
び（Ｃ）成分となる。すなわち、受器−１には（７０成
分、受器−２ｖｃは（Ｂ）成分、受器−３にはｆＣ）成
分が分取されたことになる。

各成分の含有量（重量％）を表１の樹脂特性ｆｎ）欄に
、またガラス転移点を（Ｉｌ欄に記した。

以下余白 注１）　（Ｉ）はガラス転移点（’Ｃ）を示す。

注２ＨＩＩ）は含有量（重量％）を示す。

注３）（ＩＩＩＩハ耐オフセット性を示す。

注４）（駒は定着性を示す。

注５）表中の○は良好、Δはやや悪い、×は劣ることを
示す。

本発明に係る磁性トナーは、定着温度ｄ！　１５０〜１
９０℃の温度範囲において耐オフセット性と定着性を両
立できる磁性トナーを得ること力ｉできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケル−パーミェーション・クロマトグラフィー法に
   よって分子１ｔｌＯ万及び２ｏ万を境界として三分割し
   て分取し、溶出順に（７Ｖ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ
   ）成分としたときに、囚）成分のガラス転移点が３５〜
   ５０℃で９Ｍ成割合が２０〜３０重量％。 ｆＢｌ成分のガラス転移点が３５〜６０℃で、構成割合
   が５〜１５重量％、（Ｃ）成分のガラス転移点が５０〜
   １００℃で、ｍ成割合が６０〜７０重量％になるように
   構成された樹脂を含有してなる磁性トナー。 ２、（ＡＪ酸成分（Ｂ）成分および（Ｃ）成分からなる
   樹脂が、スチレン、スチレン誘導体、アクリル酸エステ
   ルおよびメタクリル酸エステルからなる群から選ばれた
   少なくとも１種の単量体の重合体である特許請求の範囲
   第１項記載の磁性トナー。 ３、磁性粉の配合量と囚成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成
   分の総量を前者／後者が５／９５〜７０／３０　（重量
   比）としてなる特許請求の範囲第１項またはｍ２項記載
   の磁性トナー。